(57)【要約】【課題】フォトマスクパターンのライン臨界大きさ別に差等的なスペース幅を適用することで、照明系、サブ膜、レジスト厚さなどによって変わるパターニング不良を検査することができ、同一の臨界大きさを有するが、パターンラインの相異なる長さにより発生する崩れまたはブリッジなどの不良を予め検査できるフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法を提供する。【解決手段】半導体素子のデザインルールによってフォトマスクデータベースのパターンを設計する段階Ｓ１００と、設計されたパターンの歪曲現象に対する補正を行う段階Ｓ１２０と、設計されたパターンに対して各ラインの臨界大きさによる少なくとも二つ以上のスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量のうち最適のバイアス量を有するパターン形態を検査してパターン不良検査を行う段階Ｓ１３０とを含んでフォトマスクデータベースパターンの不良検査を行う。【選択図】図２
2006189750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクパターンの不良検査方法であって、
前記半導体素子のデザインルールによってフォトマスクデータベースのパターンを設計する段階と;
前記設計されたパターンの歪曲現象に対する補正を行う段階と;
前記設計されたパターンに対し、各ラインの臨界大きさによる少なくとも二つ以上のスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量のうち最適のバイアス量を有するパターン形態を検査してパターン不良検査を行う段階と；
を含んで構成されたことを特徴とするフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項２】
前記多数個のバイアス量は、少なくとも一つ以上の正の値および少なくとも一つ以上の負の値を有するバイアス量であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項３】
前記パターン不良検査を行う段階は、前記半導体素子の全体チップのパターンに対して行われることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項４】
前記パターン不良検査を行う段階は、前記設計されたパターンのうち前記歪曲現象に対する補正が行われたパターンに対して行われることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項５】
前記設計されたパターンの歪曲現象に対する補正を行う段階以前に、前記設計されたパターンのデザインルールをチェックする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項６】
前記パターン不良検査を行う段階は、前記デザインルールチェックの結果、デザインルールに違背したパターンに対して行われることを特徴とする請求項５記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【請求項７】
前記パターン不良検査を行う段階は、焦点深度マージン別に多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量のうち最適の焦点深度マージンバイアス量を有するパターン形態を検査することを特徴とする請求項１記載のフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクパターンの検査方法に関する。詳しくは、フォトマスクデータベースパターンの不良検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップに集積された素子及び連結線の最小線幅が小さくなるにつれて、紫外線を用いた伝統的なリソグラフィ技術では、ウェハーにパターンの歪曲現象が不可避に発生することになる。すなわち、最近使用されている紫外線、i−線の波長が０.３６５μｍである反面、最小臨界大きさは０.３５μｍに達しているので、光の回折および干渉などによるパターンの歪曲は、工程における深刻な制約条件となっている。このようなパターンの近接による歪曲現象（ＯＰＥ:Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｅｆｆｅｃｔ）は、今後、最小臨界大きさが一層小さくなるにつれて、さらに深刻になることと予想される。そのため、フォトリソグラフィの解像限界から発生するパターンの歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ:Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は、すでに不回避な技術となっている。
【０００３】
一般に、フォトリソグラフィでは、フォトマスクのパターンを光学レンズを通してウェハーに複写する方法を使用している。このとき、像を投影する光学系が低帯域フィルタとして作用するため、ウェハーに結ばれる像は、元の形状から歪曲されることになる。この影響により、四角形状のマスクを使用した場合、高い周波数部分である縁部が透過されないので、円状のパターンにみえる。すなわち、フォトマスクパターンの大きさ（または周期）が大きい場合は、基本空間周波数が低いので、比較的高い次数の周波数まで透過可能であり、元のパターンと類似した像が結ばれる。しかしながら、パターンの大きさが小さくなると空間周波数が高くなるので、透過される周波数の個数が減少することで、歪曲は一層激しくなる。
【０００４】
現在までは、このような問題を解決するためにフォトリソグラフィ装備を開発してきた。しかしながら、今後は装備の限界に到達するといえ、設計次元の接近が必要となった。フォトマスクパターンの歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）は、このような歪曲を勘案して予めフォトマスクのパターン形状を変形することで、ウェハーに結ばれる最終パターンを所望の形状にするためのものである。一般に、いくつかの規則を定め、これをパターン設計に反映する規則中心の方法（ｒｕｌｅ―ｂａｓｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）を使用している。
【０００５】
図１は、従来のフォトマスクデータベースパターンの検査過程を示したフローチャートである。
【０００６】
図１に示すように、従来のフォトマスクデータベースパターンの検査方法は、設計が完了されたデータベースパターンのライン臨界大きさ（ｌｉｎｅ  ＣＤ）やスペースに対する規則ファイルを作成し、この規則ファイルに対するデザインルールチェック（ＤＲＣ：Ｄｅｓｉｇｎ  Ｒｕｌｅ  Ｃｈｅｃｋ）を行った後、フォトマスクのパターン形状を変形することで、ウェハーで露光される最終パターンの形態が所望の形状になるように歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）を行う（Ｓ１０〜Ｓ３０）。
【０００７】
しかしながら、従来のフォトマスクデータベースパターンの検査方法は、デザインルールチェック（ＤＲＣ）によりライン臨界大きさやスペースに対して検査するだけで、パターニング時、工程不良によるパターン不良は検査していない。また、同一の臨界大きさを有するパターンであっても、ライン長さに対応した検査機能がないので、ライン長さが長い場合、歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）が行われたパターンでも、ウェハー上に露光されたとき、パターンが崩れるか、または、各パターン間にブリッジが形成されるという問題点があった。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，０８０，６７０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４８１，６２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、フォトマスクパターンのライン臨界大きさ別に差等的なスペース幅を適用することで、照明系、サブ膜、レジスト厚さなどによって変わるパターニング不良を検査することができ、同一の臨界大きさを有するが、パターンラインの相異なる長さにより発生する崩れまたはブリッジなどの不良を予め検査できるフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、フォトマスクパターンの不良検査方法であって、前記半導体素子のデザインルールによってフォトマスクデータベースのパターンを設計する段階と;前記設計されたパターンの歪曲現象に対する補正を行う段階と;前記設計されたパターンに対し、各ラインの臨界大きさによる少なくとも二つ以上のスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量のうち最適のバイアス量を有するパターン形態を検査してパターン不良検査を行う段階と；を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記多数個のバイアス量は、少なくとも一つ以上の正の値および少なくとも一つ以上の負の値を有するバイアス量であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記パターン不良検査を行う段階は、前記半導体素子の全体チップのパターンに対して行うか、前記設計されたパターンのうち前記歪曲現象に対する補正が行われたパターンに対して行われることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記設計されたパターンの歪曲現象に対する補正を行う段階以前に、前記設計されたパターンのデザインルールをチェックする段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記パターン不良検査を行う段階は、前記デザインルールチェックの結果、デザインルールに違背したパターンに対して行われることを特徴とする。
【００１５】
また、前記パターン不良検査を行う段階は、焦点深度マージン別に多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量のうち最適の焦点深度マージンバイアス量を有するパターン形態を検査することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、フォトマスクデータベースパターンのライン臨界大きさ別に差等的なスペース幅を適用してパターンの不良を検査することで、照明系、サブ膜、レジスト厚さなどによって変わるパターニング不良を予め検査することができ、同一パターンの臨界大きさを有するが、パターンラインの相異なる長さにより発生する崩れまたはブリッジなどのパターン不良を相異なるバイアス値で補償できるという効果がある。
【００１７】
また、本発明は、多数個の焦点深度マージンによって不良パターンに対する多数個のバイアス量を求め、最適の焦点深度マージンのバイアス量に合せてパターン不良を補償することで、フォトマスクパターンの解像力を向上できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図２は、本発明によるフォトマスクデータベースパターンの検査過程を示したフローチャートである。
【００２０】
図２に示すように、本発明によるフォトマスクデータベースパターンの検査方法では、半導体素子のデザインルールによってフォトマスクデータベースパターンを設計する（Ｓ１００）。
【００２１】
次いで、設計が完了されたデータベースパターンのライン臨界大きさやスペースに対する規則ファイルを作成し、この規則ファイルに対するデザインルールチェック（ＤＲＣ）を行う（Ｓ１１０）。
【００２２】
次いで、設計が完了されたパターン形状を変形し、ウェハーで露光される最終パターンの形態が所望の形状になるように歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）を行う（Ｓ１２０）。
【００２３】
次いで、本発明によって設計が完了されたパターンに対し、各ライン臨界大きさによる少なくとも二つ以上のスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求め、これらバイアス量で最適のバイアス量を有するパターン形態を検査するパターン不良検査（ＯＲＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｕｌｅ  Ｃｈｅｃｋ）を行う（Ｓ１３０）。
【００２４】
したがって、本発明によるフォトマスクデータベースパターンの検査方法は、設計が完了されたパターンのライン臨界大きさによって相異なるスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求め、最適の状態でパターニングされるバイアス量を有するパターン形態を検査するパターン不良検査（ＯＲＣ）をさらに行うことで、同一の臨界大きさを有するパターンにおいて、ライン長さによって発生するパターンの崩れ、または各パターン間のブリッジなどの不良欠陥に対応してバイアスを行うことができる。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態によってフォトマスクデータベースパターンの歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）が行われたパターンの不良検査過程を示したフローチャートである。図３に示すように、本発明の一実施形態によって歪曲現象に対する補正（ＯＰＣ）が行われたパターンの不良検査方法は、次のようである。
【００２６】
まず、図４ｂに示すように、半導体素子のデザインルールによって設計された多数個のパターンに対し、各ライン臨界大きさによって少なくとも二つ以上のスペース幅を区分するＯＲＣルールテーブルを作成する（Ｓ１３２）。例えば、ＯＲＣルールテーブルにおいて、パターンのライン臨界大きさが２００ｎｍ以上である場合、スペース幅が１９０ｎｍ未満のパターンと、スペース幅が２４０ｎｍ以上のパターンとに区分される。
【００２７】
前記のように、ＯＲＣルールテーブルに作成された任意のパターンのライン臨界大きさおよび少なくとも二つ以上のスペース幅に基づいて多数個のバイアス量を求める（Ｓ１３４）。
【００２８】
このとき、多数個のバイアス量は、少なくとも一つ以上の正（＋）の値および少なくとも一つ以上の負（−）の値を有するバイアス量であることが好ましい。例えば、パターンが１５０ｎｍ〜１６０ｎｍのライン幅を有し、各パターン間のスペース幅が２５０ｎｍ未満である場合、焦点深度マージン別にバイアス量が＋１０ｎｍ、＋２０ｎｍ、＋３０ｎｍ、＋４０ｎｍの値を有する。これによって、バイアス値が正の値（＋）である場合、パターンの崩れ形態を有し、その反面、バイアス値が負の値（−）である場合、パターンのブリッジ形態を有する。
【００２９】
次いで、シミュレーションツール装置を用いて、これらバイアス量によってパターン長さを補正（増加または減少）することで、多数個のバイアスされたパターンを形成する（Ｓ１３６）。すなわち、パターンが１５０ｎｍ〜１６０ｎｍのライン幅を有する場合、該当のライン幅にバイアス値＋１０ｎｍ、＋２０ｎｍ、＋３０ｎｍ、＋４０ｎｍをそれぞれ加算して多数個のバイアスされたパターンを形成する。
【００３０】
次いで、ビューアー装置を用いて、多数個のバイアスされたパターンのうち最適のバイアス量を有するパターン形態を検査する（Ｓ１３８）。
【００３１】
このように最適のバイアス量でパターンを補正し、他のパターンで不良が検出されるかどうかを判断する。その結果、不良が検出された場合、Ｓ１３４段階から反復して行う（Ｓ１３９）。その後、Ｓ１３９段階で、フォトマスクのパターン不良がそれ以上検出されない場合、終了する。一方、本発明は、露光装置の焦点深度マージン（ＤＯＦ  Ｍａｒｇｉｎ）別にＯＲＣルールテーブルを作成してパターンの不良検査を行うこともできる。
【００３２】
図４ａ及び図４ｂは、本発明によるパターンの不良検査方法でルールテーブルおよびバイアス量を求める例を示した図である。
【００３３】
図４ａに示すように、本発明によるフォトマスクデータベースパターンの不良検査方法は、各パターンのうち、崩れ（ａ）またはブリッジ（ｂ）などの不良領域の歪曲現象に対する補正が行われたパターンに対してのみ行う。または、デザインルールのチェック結果、デザインルールチェックされた各パターンのうちデザインルールに違背したパターンに対してのみ行うか、全体チップに対して全てのパターン不良を検査する。
【００３４】
図４ｂに示したＯＲＣルールテーブルには、パターンのライン臨界大きさ、少なくとも二つ以上のスペース幅、該当のバイアス量、パターンエラー結果を含む。例えば、パターンが１５０ｎｍ〜１６０ｎｍのライン幅を有する場合、該当のパターン間のスペース幅は、ｓ＜ａ（ｎｍ）である場合とｂ＞ｓ（ｎｍ）である場合とに分けられるが、各スペース幅に合せてバイアス量が＋α値または−β値で求められ、このときのバイアス値によるパターンのエラー結果（ブリッジ、崩れ）が示されている。ａ、ｂ、α及びβは任意の値である。
【００３５】
図５は、本発明のフォトマスクデータベースパターンの不良検査例を示した図である。
【００３６】
本発明によって、図５に示したフォトマスクデータベースパターンの不良検査をすると、半導体素子の全体チップ１０のうち任意のパターン２０が１５０ｎｍ〜１６０ｎｍのライン幅を有する場合、該当のパターン２０間のスペース幅ＳがＳ＜２５０ｎｍ未満であるため、該当のパターン２０に対するバイアス量は、焦点深度（ＤＯＦ）マージン別に＋１０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.３μｍ）、＋２０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.２μｍ）、＋３０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.１μｍ）、＋４０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.０μｍ）で求められる。このとき、パターンの最適のバイアス量２２は、最適の焦点深度マージンを有するバイアス量である＋２０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.２μｍ）である。
【００３７】
図６は、本発明のフォトマスクデータベースパターンの他の不良検査例を示した図である。
【００３８】
本発明によって、図６に示したフォトマスクデータベースパターンの不良検査をすると、半導体素子の全体チップ１０のうち任意のパターンが５００ｎｍ〜５６０ｎｍのライン幅を有する場合、該当のパターン間のスペース幅がＳ＜１６０ｎｍ未満であるため、該当のパターンに対するバイアス量は、焦点深度（ＤＯＦ）マージン別に−１０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.３μｍ）、−２０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.２μｍ）、−３０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.１μｍ）、−４０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.０μｍ）で求められる。このとき、パターンの最適のバイアス量は、最適の焦点深度マージンを有する−２０ｎｍ（ＤＯＦ＝０.２μｍ）である。
【００３９】
図７は、図５の不良検査対象のパターンをウェハー上に実現したときのパターン形態を示した図である。
【００４０】
図７に示すように、フォトマスクデータベースパターンの設計が完了されたパターンのうち、同一の臨界大きさを有するパターンがウェハー上に実現されたとき、パターンのライン長さによってパターンが崩れる場合がある。本発明は、パターンのライン臨界大きさによって相異なるスペース幅にしてバイアス量を求め、焦点深度マージン別に多数個のバイアス量のうち最適のバイアス量を選択して該当のパターンを正（＋）または負（−）の値でバイアスすることで、フォトマスクパターンがウェハー上にパターニングされたときに発生するパターンの崩れを補償する。
【００４１】
したがって、図７の不良パターンに本発明の方法を適用すると、パターンのバイアス量によってパターンの崩れ現象が最小化される。
【００４２】
図８は、図６の不良検査対象のパターンをウェハー上に実現したときのパターン形態を示した図である。
【００４３】
図８に示すように、フォトマスクデータベースパターンの設計が完了されたパターンのうち、同一の臨界大きさを有するパターンがウェハー上に実現されたとき、パターンのライン長さによってパターンがブリッジされる場合がある。本発明は、パターンのライン臨界大きさによって相異なるスペース幅にしてバイアス量を求め、焦点深度マージン別に多数個のバイアス量のうち最適のバイアス量を選択して該当のパターンを正（＋）または負（−）の値でバイアスすることで、フォトマスクパターンがウェハー上にパターニングされたときに発生するパターンのブリッジを補償する。
【００４４】
したがって、図８の不良パターンに本発明の方法を適用すると、バイアス量によってパターンのブリッジ現象が最小化される。
【００４５】
上述したように、本発明の好ましい実施形態に対して説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されることなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来のフォトマスクデータベースパターンの検査過程を示したフローチャートである。
【図２】本発明のフォトマスクデータベースパターンの検査過程を示したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態によってフォトマスクデータベースパターンの歪曲現象に対する補正が行われたパターンの不良検査過程を示したフローチャートである。
【図４ａ】本発明によるパターンの不良検査方法におけるルールテーブル及びバイアス量を求める例を示す図である。
【図４ｂ】本発明によるパターンの不良検査方法におけるルールテーブル及びバイアス量を求める例を示した図である。
【図５】本発明におけるフォトマスクデータベースパターンの不良検査例を示した図である。
【図６】本発明におけるフォトマスクデータベースパターンの他の不良検査例を示した図である。
【図７】図５の不良検査対象であるパターンをウェハー上に実現したときのパターン形態を示した図である。
【図８】図６の不良検査対象であるパターンをウェハー上に実現したときのパターン形態を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  全体チップ、２０  パターン、２２  バイアス量。
【図１】
2006189750.tif 000003
【図２】
2006189750.tif 000004
【図３】
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【図４ｂ】
2006189750.tif 000006
【図４ａ】
2006189750.tif 000007
【図５】
2006189750.tif 000008
【図６】
2006189750.tif 000009
【図７】
2006189750.tif 000010
【図８】
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